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基于全生命周期评价的冷热电联供系统优化研究

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太阳能学报 2024年第5期45卷 360-368页

作者：许小刚嵇晓鹏王惠杰华北电力大学动力工程系保定071003 河北省低碳高效发电技术重点实验室保定071003

天然气与太阳能互补是提高能源利用率和实现节能减排的有效方法,该文构建一种光-气-储互补的冷热电联供(CCHP)系统。基于全生命周期理论,以一次能源节约率、总污染物减排率为目标函数,建立冷热电联供系统优化模型,应用遗传算法对系统变... 详细信息

天然气与太阳能互补是提高能源利用率和实现节能减排的有效方法,该文构建一种光-气-储互补的冷热电联供(CCHP)系统。基于全生命周期理论,以一次能源节约率、总污染物减排率为目标函数,建立冷热电联供系统优化模型,应用遗传算法对系统变工况运行下的容量配置进行优化;将物质回收阶段纳入全生命周期评价,并在运输阶段考虑燃料运输。结果表明:经优化后,CCHP系统电跟随(FEL)策略可实现较好的节能减排效益。分供(SP)系统在物质回收阶段对环境的影响微乎其微,CCHP系统燃料运输能耗量远低于SP系统。

关键词：冷热电联供系统生命周期评估能源消耗污染物排放

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抗强磁冲击的弹载磁测姿态单元设计

抗强磁冲击的弹载磁测姿态单元设计

作者：李惠杰中北大学

学位级别：硕士

Ca基超稳矿化材料固/液界面行为分子动力学研究

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Ca基超稳矿化材料固/液界面行为分子动力学研究

作者：刘惠杰北京化工大学

学位级别：硕士

重金属污染对生态环境安全造成了极大的威胁,超稳矿化技术作为一种绿色、高效、经济的重金属污染处理方案,具有极高的应用潜力。以层状双金属氢氧化物（Layered Double Hydroxides,LDHs）为代表的超稳矿化材料内存在多种分子间相互作用... 详细信息

重金属污染对生态环境安全造成了极大的威胁,超稳矿化技术作为一种绿色、高效、经济的重金属污染处理方案,具有极高的应用潜力。以层状双金属氢氧化物（Layered Double Hydroxides,LDHs）为代表的超稳矿化材料内存在多种分子间相互作用,能够通过同晶取代等机理将重金属离子锁定在晶格中,形成Ksp超低的超稳矿化结构（Super-Stable Mineralization Structure,SSMS）,实现对重金属离子的原位去除以及重金属污染土壤的修复。其中Ca基LDHs因其优异的重金属离子超稳矿化性能,在土壤重金属污染修复中得到了良好的应用。但是受限于实验观测手段,关于LDHs超稳矿化的微观动力学及热力学机制、超稳矿化剂与环境溶液、重金属离子的相互作用的动态过程尚不明确。本文以Ca Al-LDH为主要研究对象,采用理论计算的方法,对超稳矿化早期过程中Ca Al-LDH在固/液界面处的行为进行研究,揭示了LDH层板中不同配位环境的Ca在LDH/H2O固/液界面处的反应机制;进一步考虑了层板缺陷、溶液酸碱环境以及层板阳离子对LDH/H2O固/液界面行为的影响;模拟了LDHs中金属离子溶出过程的时间尺度,探究了Ca Al-LDH（110）晶面矿化[Cd（H2O）6]2+的动力学过程。本工作为深入理解LDHs材料的重金属离子矿化机制提供了重要依据,为超稳矿化材料在实际环境中的设计和应用提供了指导。本文主要研究内容与结论如下:（1）研究了CaAl-LDH/H2O的固/液界面上的Ca离子溶出机制。通过DFT计算与元动力学模拟了Ca Al-LDH的（003）晶面和（110）晶面中Ca离子与溶液中的水分子之间的相互作用方式,揭示了Ca离子从LDH晶格中溶出至水溶液的反应机制。结果表明,（110）晶面因初始配位数更低,Ca离子更易与水分子结合溶剂化,溶出过程最高自由能垒仅11.94 k J·mol-1,说明该过程在动力学上非常容易发生;且随着反应进行,系统在Ca离子溶出末态的自由能较初态降低19.36 k J·mol-1,表明该反应在热力学上有利。本研究深入探讨了Ca Al-LDH/H2O的固/液界面上Ca离子的溶出机制,有助于更深入地理解LDH材料的性质,指导调控LDHs材料的晶面结构、配位环境等因素,优化其超稳矿化性能表现。（2）探究了超稳矿化材料中缺陷结构（Ca缺陷、OH缺陷）、插层结构、溶液环境等对超稳矿化过程的影响规律。结果表明:缺陷结构影响Ca离子与晶格氧的配位数,进而影响Ca离子的溶出机制,在（003）晶面上周围有两个OH缺陷的4配位Ca溶出的最高自由能垒仅为20.74 k J·mol-1,表明其容易溶出。在7 ps的从头算分子动力学（AIMD）模拟中,强碱性环境导致LDHs层板结构扭曲,Ca离子未溶出;酸性环境则令Ca离子的溶出缩短至7 ps之内。最后,通过对Ca Al-LDH（110）晶面矿化[Cd（H2O）6]2+的动态模拟过程分析,发现重金属离子水合团簇在Ca Al-LDH表面的吸附状态受到超稳矿化材料表面Ca空位数量的影响,Ca Al-LDH（110）晶面Ca空位越多,[Cd（H2O）6]2+与（110）表面相互作用越强,矿化产物越稳定。本研究揭示了LDHs多种结构因素及环境在超稳矿化过程中的作用,为优化LDHs材料的性能、设计新型超稳矿化材料以及矿化重金属离子提供了重要的理论支持。

关键词：水滑石超稳矿化技术重金属离子处理从头算分子动力学模拟元动力学增强采样

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基于区块链的电动汽车能源安全交易方案研究

基于区块链的电动汽车能源安全交易方案研究

作者：徐惠新曲阜师范大学

学位级别：硕士

环境污染和化石燃料短缺成为全球面临的严重问题,电动汽车因其低碳环保的优点,在世界范围内得到了大力的发展和支持。然而,随着电动汽车规模的扩大,其续航能力较弱的特点也被不断放大,电动汽车充电的随机性和分散性对电力系统的安全稳... 详细信息

环境污染和化石燃料短缺成为全球面临的严重问题,电动汽车因其低碳环保的优点,在世界范围内得到了大力的发展和支持。然而,随着电动汽车规模的扩大,其续航能力较弱的特点也被不断放大,电动汽车充电的随机性和分散性对电力系统的安全稳定造成冲击。除此之外,电动汽车用户的自利性使得交易公平和用户隐私受到挑战。针对这些问题,本文以电动汽车为研究对象,综合考虑电网稳定性和交易安全性,在不同电网负荷下,提出电动汽车能源安全交易方案。在此基础上,提出基于信誉机制的电价制定方案限制用户恶意行为,激励双方诚实交易。引导电动汽车根据当下电网的负荷情况进行合理的充电行为,满足自身能源需求和电力系统调度需求。本文的具体研究内容如下:(1)针对电网负荷处于谷值时段电动汽车的充电调度问题,以公共充电站和充电电动汽车为研究对象,提出了充电站对电动汽车的能源安全交易方案。首先,提出了一个基于区块链的系统架构,利用智能合约自动执行车辆的交易请求、认证和支付过程,确保交易信息的安全性。在此基础上,制定信誉评估机制评估充电站可信度,综合考虑充电站的距离、空闲情况、充电时间和信誉成本等,将充电站选择策略建模为一个决策优化问题。仿真结果表明,交易方案选定充电站的过程能在保证安全的基础上平衡各充电站压力,且交易双方的空间开销等方面有较大改进。(2)针对电网负荷处于峰值时车对车的充电调度问题,以供电电动汽车和充电电动汽车为研究对象,提出了车对车的能源安全交易方案。首先提出了基于区块链的能源交易框架,描述了车辆的注册、认证以及交易过程,并利用智能合约自动执行,确保交易信息的安全性和用户隐私性。在此基础上,提出了基于信誉机制的匹配和定价策略,制定信誉评估机制评估车辆行为,并利用贝叶斯博弈定价,使得制定的价格达到纳什均衡。仿真结果表明,交易方案能识别出恶意车辆,提高车辆交易的匹配成功率,获得较高的用户满意度,且开销在可接受范围内。(3)针对电动汽车无序充电可能导致的电网负荷波动大和社会福利不均等问题,以充电电动汽车、供电电动汽车和充电站为研究对象,提出了电动汽车交易选择方案,利用区块链和数字签名等确保交易信息的安全性。首先,根据电网的负荷状态和电动汽车充电需求,为充电电动汽车选择最佳的交易对象,使得总负荷变动最小化。除此之外,提出一个交易量制定方案,通过优化能源交易量,使得社会福利最大化。仿真结果表明,根据选定的交易对象和交易量进行交易,能够减少负荷波动情况,最大化社会福利,相较于其他方案提升了效率。

关键词：能源交易区块链隐私保护安全电动汽车

孤独症谱系障碍儿童及一级亲属的拓扑知觉注意功能研究

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孤独症谱系障碍儿童及一级亲属的拓扑知觉注意功能研究

作者：徐惠琳安徽医科大学

学位级别：硕士

积极老龄化背景下中国老年人体育锻炼的影响因素与区域差异研究

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体育与科学 2024年第5期045卷 68-76页

作者：郭惠杰蔡明翰叶思典福建师范大学体育科学学院

老年人体育锻炼参与对促进积极老龄化具有重要意义，但以往研究多局限于个体需求的微观视角，而忽略了数字经济和公共体育服务发展等宏观影响因素。文章以修正的安德森行为模型为研究框架，基于2018年中国健康与养老追踪调查、省级数字... 详细信息

老年人体育锻炼参与对促进积极老龄化具有重要意义，但以往研究多局限于个体需求的微观视角，而忽略了数字经济和公共体育服务发展等宏观影响因素。文章以修正的安德森行为模型为研究框架，基于2018年中国健康与养老追踪调查、省级数字经济及公共体育服务发展指数等多源数据，运用Logistic回归模型及中介效应分析，考察了中国老年人体育锻炼参与的影响因素及区域差异。研究发现，老年人体育锻炼参与比例较低且偏好中低强度活动，数字经济与公共体育服务发展水平对老年人体育锻炼参与的影响存在一定区域异质性。研究进一步揭示了中国老年人体育锻炼参与的潜在影响机制，为实现积极老龄化、推动老年人健康促进政策制定提供理论依据与政策启示。

关键词：老年人体育锻炼安德森行为模型 Logistic回归

基于优化地面分割与回环检测的激光同时定位与建图算法

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光学学报 2024年第20期 203-215页

作者：李兆强张岳熊福力苏惠杰西安建筑科技大学信息与控制工程学院西安建筑科技大学西安市智慧工业感知计算与决策重点实验室

提出一种优化地面分割与回环检测策略的激光雷达同时定位与建图（SLAM）算法，首先，建立同心区模型，使用主成分分析（PCA）算法来提取点云区域性统计特征，设计地面似然估计二分类方法去除地面上可能出现的非地面点。其次，在特征中... 详细信息

提出一种优化地面分割与回环检测策略的激光雷达同时定位与建图（SLAM）算法，首先，建立同心区模型，使用主成分分析（PCA）算法来提取点云区域性统计特征，设计地面似然估计二分类方法去除地面上可能出现的非地面点。其次，在特征中提取模块，通过平坦度与球度系数来额外提取球体特征，以此来增加提取点云帧上的关键点。最后，优化回环匹配策略，采用基于马氏距离的鲁棒解耦的全局准配策略，矫正累积误差，提高定位与建图精度；在公开数据集、实际环境中评估算法性能与验证实际应用偏好，并与LOAM、LeGO-LOAM、FAST-LIO等算法进行对比。结果表明，相比于LeGO-LOAM算法，所提算法在定位精度和稳定性上均有大幅度提升，其中在具有回环序列00和02上定位精度提升分别达到82.92%和83.38%，在无回环序列10上定位精度提升达到63.18%，现场验证表明所提算法满足实际应用需求。

关键词：遥感无人驾驶激光雷达同时定位与建图算法地面分割回环优化特征提取

内蒙古农牧交错区典型黑土坡耕地土壤侵蚀空间分布特征

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水土保持研究 2024年

作者：邹惠杰刘刚舒成博孙波刘亚张琼郭珍中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室中国科学院水利部水土保持研究所中国科学院大学西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室四川华标测检测技术有限公司

[目的]定量了解内蒙古典型黑土区土壤侵蚀速率,探究该区域土壤侵蚀空间分布特征,阐明土壤侵蚀坡面和区域空间分布规律,以期为区域水土流失治理提供参考。[方法]采集内蒙古农牧交错区（海拉尔区、额尔古纳市和牙克石市）典型黑土坡耕地... 详细信息

[目的]定量了解内蒙古典型黑土区土壤侵蚀速率,探究该区域土壤侵蚀空间分布特征,阐明土壤侵蚀坡面和区域空间分布规律,以期为区域水土流失治理提供参考。[方法]采集内蒙古农牧交错区（海拉尔区、额尔古纳市和牙克石市）典型黑土坡耕地的土壤样品,利用137Cs示踪技术计算各采样点土壤侵蚀速率,结合小波分析的方法研究土壤侵蚀在坡面的分布特征。[结果]（1） 3个坡面所有采样点137Cs含量均小于背景值（1 984.24 Bq/m2）,表现为所有坡面土壤流失。（2） 3个地区的采样坡面平均侵蚀速率表现为:海拉尔[6 533.37 t/（km2·a）]>额尔古纳[4 174.35 t/（km2·a）]>牙克石[2 765.87 t/（km2·a）]。相同坡面的3个纵向断面的平均侵蚀速率相近,同一断面侵蚀速率的变异程度较高。（3）土壤侵蚀速率沿坡长呈强弱交替的周期性变化,但周期长度并不固定。大部分纵向断面存在周期长度为80～160 m和160～200 m的大小两个周期。部分纵向断面只存在一个周期长度为100～120 m的周期。[结论]该地区土壤侵蚀在坡面尺度表现为全坡面侵蚀且在纵向呈现周期性特征,在区域尺度呈现从东到西逐渐增加趋势。

关键词：土壤侵蚀典型黑土农牧交错带小波分析

白介素-25在成人慢性免疫性血小板减少症中的作用及机制的初步探索

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白介素-25在成人慢性免疫性血小板减少症中的作用及机制的初步探索

作者：徐惠芳济宁医学院

学位级别：硕士